Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Bt er en sejlivet bakterie

Forskere på Aarhus Universitet har vist at bakterien Bacillus thuringiensis (Bt) stadig findes i jorden 13 år efter, den blev sprøjtet ud på en kålmark. Bt er den aktive ingrediens i verdens mest succesfulde biopesticid.

Billede af Seniorforsker Niels Bohse Hendriksen, Aarhus Universitet, forsker i bakteriers overlevelse og effekter i miljøet. Foto: AU/Jens C. Pedersen
Seniorforsker Niels Bohse Hendriksen, Aarhus Universitet, forsker i bakteriers overlevelse og effekter i miljøet. Foto: AU/Jens C. Pedersen

Plantebeskyttelsesmidler baseret på forskellige varianter af bakterien Bacillus thuringiensis (Bt) har været brugt siden 1920’erne til at bekæmpe larver af enten sommerfugle, biller eller myg. Bt er den aktive mikroorganisme i en lang række plantebeskyttelsesmidler, og er tilladt at bruge i det økologiske landbrug.

Forbruget af Bt udgør i dag over 90 % af verdens forbrug af biopesticider, og midlet bruges især i gartnerier, på bomuld, og i skovbrug – dermed udgør Bt-midlerne såvel mængdemæssigt som økonomisk langt den største del af de mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler på verdensmarkedet.

Herhjemme bruges Bt sporadisk på forskellige grøntsager, og på nogle grøntsager er Bt det eneste godkendte middel mod sommerfuglelarver.

Imidlertid har man brugt Bt i årevis, uden at nogen har undersøgt, hvor længe bakterien bliver miljøet. Derfor startede seniorforsker Niels Bohse Hendriksen og hans kolleger et forsøg på en mark ved Risø nord for Roskilde i 1993, som skulle vise, hvad der skete med Bt, efter den var sprøjtet ud på en forsøgsparcel med hvidkål.

Veksler mellem vækst og henfald

Til forskernes overraskelse har forsøget udviklet sig til et langtidsstudium. Det viser sig nemlig, at Bt-bakterien ikke sådan forsvinder igen, når den har gjort sit job. Tretten år efter det oprindelige forsøg var der stadig ca. 500 sporer pr. gram jord tilbage i overfladen. Hvis man antager, at antallet af Bt-bakterier falder med samme rate i de kommende år, vil den kunne overleve 60-70 år nede i jorden.

”Dog er det ikke sådan, at man kan sprøjte en gang hver halve århundrede, og så have effektiv bekæmpelse på marken. Men det er faktisk overraskende, at bakterien kan overleve så lang tid i et aktivt miljø som jord. Der er ikke bare tale om et lineært fald. Vi kan se, at den veksler mellem perioder med vækst og henfald, som især sker i tørre perioder, hvor det kun er sporerne, der kan overleve. Vi ved, at Bt kan vokse på planterødder og i tarmen på insekter og regnorme. Vi kan se, at det især er i efterårsmånederne, den vokser,” forklarer Niels Bohse Hendriksen.

Man vidste godt, at Bt bakterien kunne findes i gamle herbarier og i ørkenstøv, men det er første gang at forskerne har vist, at den kan overleve så længe i jord. Hendriksens konklusion er klar:

”Hvis man vil anvende Bt som et middel mod insektlarver, så må man regne med at den forbliver i miljøet i mange år. Man bør derfor sikre sig, at de bakterier man anvender, ikke har nogen uønskede egenskaber. Det gør man så også med den eksisterende lovgivning.”

Sporer – bakteriernes beskyttelsesrum

Gener fra Bt findes på millioner af hektarer landbrugsjord i form af forskellige afgrøder, som har fået tilført toxin-gener fra Bt ved gensplejsning. Her er det navnlig Bt-varianter af majs og bomuld, der har fået succes i det meste af verden, bl.a. fordi de vigtigste skadevoldere, larver af biller og sommerfugle, lever inde i stængler og rødder, hvor de er vanskelige at ramme med kemiske midler.

Bt-sprøjtemidlernes virkning skyldes, at bakterierne danner giftstoffer, der er virksomme over for insekter. Disse toksiner er meget specifikke, og de enkelte ?-endotoksiner er som oftest kun aktive over for insektlarver inden for en enkelt insektorden, fx sommerfuglelarver. Denne specificitet skyldes primært, at toksinet kun binder til særlige receptorer i de ’modtagelige’ insektlarvers tarm, og dermed kan ramme præcist.

”Bt er lidt som et målsøgende missil. Den rammer med stor nøjagtighed, og er altså virksom selv efter flere år i jorden. Vi har ikke set eksempler på, at bakterien efter brug giver ophav til sygdomsepidemier blandt insekter. Derfor er det også nødvendigt at sprøjte bakterien ud på marken for at kontrollere skadedyr.”

Nogle bakterier (de Gram-positive) danner sporer som et overlevelsesstadium, der kan tåle udtørring, opvarmning, UV-stråler mv. – lidt ligesom når vi andre ville krybe i et beskyttelsesrum. Bt og dens slægtninge danner ellipseformede sporer, som er placeret midt i cellen. Bt-bakterierne danner samtidig protein-krystaller. Det er disse proteiner (toxiner), der kan slå larver af enten sommerfugle, myg eller biller ihjel, og som er grundlaget for at bruge Bt til insektbekæmpelse.

”Det er sporerne, man kan finde i jorden. Hverken de aktive celler eller protein-krystallerne,” forklarer Niels Bohse Hendriksen.

Bacillus thuringiensis set i mikroskop. På billedet ses tydeligt sporer og proteinkrystaller. Desuden ses vegetative celler uden sporer og proteinkrystaller - på billedet er de mørke. Foto: AU
<i>Bacillus thuringiensis</i> set i mikroskop. På billedet ses tydeligt sporer og proteinkrystaller. Desuden ses vegetative celler uden sporer og proteinkrystaller - på billedet er de mørke. Foto: AU

Denne artikel er bragt i RØMER, Nyhedsbrevet om natur- og teknisk videnskab fra Aarhus Universitet.

Tilmeld dig her og modtag nyheder en gang om måneden.